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高可用集群 KEEPALIVED ubuntu使用

时间：2024-09-29 16:00:33浏览次数：7  
标签：KEEPALIVED keepalived vrrp etc ka1 集群 conf ubuntu root

1 Keepalived 架构和安装

2.1 Keepalived 架构

 Keepalived进程树

Keepalived <-- Parent process monitoring children
\_ Keepalived <-- VRRP child
\_ Keepalived <-- Healthchecking child

2.2 Keepalived 环境准备 

#环境准备
#两台keepalive机器分别配一个单独网卡用于keepalive做心跳监测
: eth1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> 
...
    inet 192.168.10.151/24 brd 192.168.10.255 scope global eth1

#两台后端服务器服务准备
[root@web01 ~]#apt update & apt install nginx mysql-server -y

#各节点时间必须同步,ubuntu自带时间同步功能

2.3 Keepalived 安装

包安装 

#CentOS
[root@centos ~]#yum -y install keepalived 
#ubuntu
[root@ubuntu1804 ~]#apt update && apt -y install keepalived

编译安装 

#Ubuntu20.04和22.04安装相关包
[root@ka1 ~]#apt update && apt -y install make gcc ipvsadm build-essential pkg-config automake autoconf libipset-dev libnl-3-dev libnl-genl-3-dev libssl-dev libxtables-dev libip4tc-dev libip6tc-dev libmagic-dev libsnmp-dev libglib2.0-dev libpcre2-dev libnftnl-dev libmnl-dev libsystemd-dev

#keepalived官网下载 keepalived-2.2.8.tar.gz
#下载解压
[root@ka1 ~]#wget https://keepalived.org/software/keepalived-2.2.8.tar.gz
[root@ka1 ~]#tar xvf keepalived-2.2.8.tar.gz -C /usr/local/src
[root@ka1 ~]#cd /usr/local/src/keepalived-2.2.8/
#编译
[root@ka1 keepalived-2.2.8]#./configure --prefix=/usr/local/keepalived 
[root@ka1 keepalived-2.2.8]#make && make install
#拷贝已经生成的service文件
[root@ka1 keepalived-2.2.8]#cp keepalived/keepalived.service /lib/systemd/system/
[root@ka1 keepalived-2.2.8]#systemctl daemon-reload

#创建配置文件，默认配置路径可以是编译路径/usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf（优先高）或者/etc/keepalived/keepalived.conf（优先级低）
[root@ka1 keepalived-2.2.8]#mkdir /etc/keepalived
[root@ka1 keepalived-2.2.8]#cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf.sample /etc/keepalived/keepalived.conf

[root@ka1 keepalived-2.2.8]#systemctl enable --now keepalived.service

#ping不通自己的vip，因新版内核嵌了新防火墙nft(centos8开始有了,ubuntu也有)
#新版：nftables规则替代iptables规则
[root@ubuntu2204 ~]#nft list ruleset
table ip keepalived {
    set vips {
        type ipv4_addr
        elements = { 192.168.200.16, 192.168.200.17,
                 192.168.200.18 }
    }
        chain out {
        type filter hook output priority filter - 1; policy accept;
        ip saddr @vips drop
    }
    chain in {
        type filter hook input priority filter - 1; policy accept;
        ip daddr @vips drop
    }
}

#清空nft规则
[root@ubuntu2204 ~]#nft flush ruleset 
[root@ubuntu2204 ~]#nft list ruleset
#可以ping通自己的vip

容器 Docker 安装

Docker的官方仓库上没有提供Keepalived的容器镜像，可以利用在源码目录中提供的Dockerfile自行制作

2.4 KeepAlived 配置说明

全局配置

#/etc/keepalived/keepalived.conf 
global_defs {
 notification_email {
 root@localhost #keepalived 发生故障切换时邮件发送的目标邮箱，可以按行区分写多个
 [email protected] 
  [email protected] 
 }
 notification_email_from keepalived@localhost  #发邮件的地址
 smtp_server 127.0.0.1     #邮件服务器地址
 smtp_connect_timeout 30   #邮件服务器连接timeout
 router_id ka1.example.com #每个keepalived主机唯一标识，建议使用当前主机名，如果多节点重名可能会影响切换脚本执行
 vrrp_skip_check_adv_addr  #默认会对所有通告报文都检查，会比较消耗性能，启用此配置后，如果收到的通告报文和上一个报文是同一个路由器，则跳过检查
 vrrp_strict               #严格遵守VRRP协议,启用此项后以下状况将无法启动服务或工作异常:1.无VIP地址 2.配置了单播邻居 3.在VRRP版本2中有IPv6地址，开启动此项并且没有配置vrrp_iptables时会自动开启iptables(旧内核)或者nft(新内核)的防火墙规则，默认导致VIP无法访问,建议不加此项配置
 vrrp_garp_interval 0      #gratuitous ARP messages 报文发送延迟，0表示不延迟
 vrrp_gna_interval 0       #unsolicited NA messages （不请自来）消息发送延迟
 vrrp_mcast_group4 224.0.0.18 #此为默认多播地址,可以指定。指定组播IP地址范围：224.0.0.0到239.255.255.255,默认值：224.0.0.18，如果配置了单播，此项失效
 vrrp_iptables   #此项和vrrp_strict同时开启时，则不会添加防火墙规则,如果无配置vrrp_strict项,则无需启用此项配置，注意：新版加此项仍有iptables(旧内核)或者nft(新内核)规则
}

精简配置

[root@ka1 ~]#vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
   router_id ka1
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.200.16
        192.168.200.17
        192.168.200.18
    }
}
[root@ka1 ~]#systemctl reload keepalived.service

配置虚拟路由器

[root@ka1 ~]#vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
   router_id ka1
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth1
    virtual_router_id 66
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {    #子网掩码默认32,别人会ping不通,这里改24
        10.0.0.10/24 dev eth0 label eth0:1    #绑定网卡(业务网卡),定个标签别名
    }
}
[root@ka1 ~]#systemctl reload keepalived.service
#查看
[root@ka1 ~]#ip a

#ka2服务器安装keepalived，修改配置
[root@ka2 ~]#vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
   router_id ka2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth1
    virtual_router_id 66
    priority 80
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress { 
        10.0.0.10/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}
[root@ka1 ~]#systemctl reload keepalived.service

 

2.5 实现 Keepalived 独立子配置文件

当生产环境复杂时， /etc/keepalived/keepalived.conf 文件中保存所有集群的配置会导致内容过多，不易管理

可以将不同集群的配置，比如：不同集群的VIP配置放在独立的子配置文件中

利用include 指令可以实现包含子配置文件 

include /path/file

范例

[root@ka1 ~]#vim /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
   router_id ka1
}

include /etc/keepalived/conf.d/*.conf   #将VRRP相关配置放在子配置文件中

[root@ka1 ~]#mkdir /etc/keepalived/conf.d

[root@ka1 ~]#vim /etc/keepalived/conf.d/www.magedu.org.conf
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth1
    virtual_router_id 66
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.10/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}
[root@ka1 ~]#systemctl reload keepalived.service
#可能有问题，重启下
[root@ka2 keepalived-2.2.8]#systemctl restart keepalived.service

查看是否脑裂

#通过arping命令，如果返回多条，说明脑裂，多个mac地址有该ip  -c表示测几次
[root@ka2 ~]#arping -c1 -I eth0 10.0.0.10

 

2.6 启用 Keepalived 日志功能

注意: 编译安装方式如果实现有问题，可以重启主机可以解决

#根据keepalived的service文件，在启动的环境变量里配置或者直接在启动命令里加选项
[root@ka1 ~]#vim /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived
KEEPALIVED_OPTIONS="-D -S 6"    #0-7选个没人用的,这里写local6

#去查看local6有没有定义
[root@ka1 ~]#vim /etc/rsyslog.conf
#上面没有，到上面的子配置中查找
[root@ka1 ~]#cd /etc/rsyslog.d
[root@ka1 rsyslog.d]#vim 50-default.conf    #追加
local6.*               /var/log/keepalived.log

#重启服务
[root@ka1 rsyslog.d]#systemctl restart keepalived.service rsyslog.service

#查看(没有就重启)
[root@ka1 rsyslog.d]#tail /var/log/keepalived.log

 

3 Keepalived 实现 VRRP

3.1 实现Master/Backup的 Keepalived 单主架构

上面已经展示过了

3.2 抢占模式和非抢占模式

默认为抢占模式

 

非抢占模式 nopreempt

注意：要关闭 VIP抢占，必须将各 Keepalived 服务器 state 配置为 BACKUP

[root@ka1 ~]#vim /etc/keepalived/conf.d/www.magedu.org.conf
#ha1主机配置
vrrp_instance VI_1 {
 state BACKUP     #都为BACKUP
 interface eth1
 virtual_router_id 66
 priority 100   #优先级高
 advert_int 1
 nopreempt         #添加此行，设为nopreempt
 
#ha2主机配置
vrrp_instance VI_1 {
 state BACKUP         #都为BACKUP
 interface eth1
 virtual_router_id 66
 priority 80       #优先级低
 advert_int 1
  #nopreempt         #注意：如果ka2主机也是非抢占式，会导致ka1即使优先级降低于ka2，VIP也不会切换至ka2

[root@ka1 ~]#systemctl reload keepalived.service

抢占延迟模式 preempt_delay

抢占延迟模式，即优先级高的主机恢复后，不会立即抢回VIP，而是延迟一段时间（默认300s）再抢回 VIP

但是如果低优先级的主机down机，则立即抢占VIP地址，而不再延迟 

preempt_delay #     #指定抢占延迟时间为#s，默认延迟300s，在优先级高的节点配置

注意：需要各keepalived服务器state为BACKUP,并且不要启用 vrrp_strict

范例：

#ka1主机配置
vrrp_instance VI_1 {
 state BACKUP     #都为BACKUP
 interface eth0
 virtual_router_id 66
 priority 100 #优先级高
 advert_int 1
 preempt_delay 60    #抢占延迟模式，默认延迟300s
 
#ka2主机配置
vrrp_instance VI_1 {
 state BACKUP       #都为BACKUP
 interface eth0
 virtual_router_id 66
 priority 80 #优先级低
 advert_int 1

3.3 VIP 单播配置

默认keepalived主机之间利用多播相互通告消息，会造成网络拥塞，可以设置为单播，减少网络流量

另外：有些公有云不支持多播，可以利用单播实现

单播优先与多播，即同时配置，单播生效

注意：启用 vrrp_strict 时，不能启用单播

#在所有节点vrrp_instance语句块中设置对方主机的IP，建议设置为专用于对应心跳线网络的地址，而非使
用业务网络
unicast_src_ip <IPADDR>  #指定发送单播的源IP
unicast_peer {
   <IPADDR>     #指定接收单播的对方目标主机IP(多个就写多个)
   ......
}

范例：

[root@ka1 ~]#vim /etc/keepalived/conf.d/www.magedu.org.conf
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth1
    virtual_router_id 66
    priority 100
    advert_int 1
    unicast_src_ip 192.168.10.151
    unicast_peer {
       192.168.10.152
    }
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.10/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}
[root@ka1 ~]#systemctl restart keepalived.service

[root@ka2 ~]#vim /etc/keepalived/conf.d/www.magedu.org.conf
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth1
    virtual_router_id 66
    priority 80
    advert_int 1
    unicast_src_ip 192.168.10.152
    unicast_peer {
       192.168.10.151
    }
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.10/24 dev eth0 label eth0:1
    }
}
[root@ka2 ~]#systemctl restart keepalived.service

3.4 Keepalived 通知脚本配置

当keepalived的状态变化时，可以自动触发脚本的执行，比如：发邮件通知用户

默认以用户keepalived_script身份执行脚本，如果此用户不存在，以root执行脚本

可以用下面指令指定脚本执行用户的身份 

global_defs {
 ......
 script_user <USER>
 ......
}

通知脚本类型

当前节点成为主节点时触发的脚本

notify_master <STRING>|<QUOTED-STRING>

当前节点转为备节点时触发的脚本

notify_backup <STRING>|<QUOTED-STRING>

当前节点转为“失败”状态时触发的脚本

notify_fault <STRING>|<QUOTED-STRING>

通用格式的通知触发机制，一个脚本可完成以上三种状态的转换时的通知

notify <STRING>|<QUOTED-STRING>

当停止VRRP时触发的脚本

notify_stop <STRING>|<QUOTED-STRING>

脚本的调用方法

在 vrrp_instance VI_1 语句块的末尾加下面行

#记得给脚本添加执行权限
notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"    #执行的命令可以自己更改
notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"

范例

#两台keepalive机器结尾都追加,发送邮箱脚本
[root@ka1 ~]#vim /etc/keepalived/conf.d/www.magedu.org.conf
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth1
    virtual_router_id 66
    priority 100
    advert_int 1
    unicast_src_ip 192.168.10.151
    unicast_peer {
       192.168.10.152
    }
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.10/24 dev eth0 label eth0:1
    }
    notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"    #追加
    notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
    notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}
[root@ka1 ~]#systemctl reload keepalived.service

3.5 实现 Master/Master 的 Keepalived 双主架构

 访问量大，不要用这种模式

#复制一份新的子配置文件
[root@ka1 keepalived]#vim /etc/keepalived/conf.d/www.magedu.net.conf
vrrp_instance VI_2 {        #修改名称
    state BACKUP        #修改角色
    interface eth1
    virtual_router_id 88    #修改
    priority 80            #修改优先级
    advert_int 1
    unicast_src_ip 192.168.10.151    #可共用vrrp单播,同一个心跳网络
    unicast_peer {
       192.168.10.152
    }
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 654321
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.20/24 dev eth0 label eth0:2    #修改vip,修改别名
    }
    notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
    notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
    notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}
[root@ka1 ~]#systemctl restart keepalived.service

[root@ka2 keepalived]#vim /etc/keepalived/conf.d/www.magedu.net.conf
vrrp_instance VI_2 {        #修改名称
    state MASTER        #修改角色
    interface eth1
    virtual_router_id 88    #修改
    priority 100            #修改优先级
    advert_int 1
    unicast_src_ip 192.168.10.151    #可共用vrrp单播,同一个心跳网络
    unicast_peer {
       192.168.10.152
    }
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 654321
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.20/24 dev eth0 label eth0:2    #修改vip,修改别名
    }
    notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
    notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
    notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}
[root@ka2 ~]#systemctl restart keepalived.service

3.6 实现多主模架构

 不放心，可以多配几个从节点。比如8台机器，可以配成一主两从

3.7 同步组 (了解)

LVS NAT 模型VIP和DIP需要同步，需要同步组

vrrp_sync_group VG_1 {
 group {    #作为一组一起漂移
   VI_1  # name of vrrp_instance (below)
   VI_2  # One for each moveable IP
   }
 }
vrrp_instance VI_1 {
 eth0
 vip
 }
vrrp_instance VI_2 {
 eth1
 dip
 }

 

4 实现 IPVS 的高可用性

通过keepalive自动实现lvs的调用规则(keepalived和lvs是黄金搭档, 要实现lvs通过keepalived实现比较好)

解决lvs两大问题
1.高可用问题
2.监测后端服务是否正常，如果异常就剔除该服务，恢复再加入
#443属于https,加密七层。一般使用四层检查

lvs内核监控，外部无法看到其对应监控的端口

#查看lvs规则
ipvsadm -Ln

 

5 基于 VRRP Script 实现其它应用的高可用性

5.1 VRRP Script 配置

定义 VRRP script 

vrrp_script <SCRIPT_NAME> { #定义一个检测脚本，在global_defs 之外配置
     script <STRING>|<QUOTED-STRING> #shell命令或脚本路径
     interval <INTEGER> #间隔时间，单位为秒，默认1秒
     timeout <INTEGER> #超时时间
     weight <INTEGER:-254..254> #默认为0,如果设置此值为负数，当上面脚本返回值为非0时，会将此值与本节点权重相加可以降低本节点权重，即表示fall. 如果是正数，当脚本返回值为0，会将此值与本节点权重相加可以提高本节点权重，即表示 rise.通常使用负值
     fall <INTEGER>       #执行脚本连续几次都失败,则转换为失败，建议设为2以上
     rise <INTEGER>       #执行脚本连续几次都成功，把服务器从失败标记为成功
     user USERNAME [GROUPNAME] #执行监测脚本的用户或组      
     init_fail         #设置默认标记为失败状态，监测成功之后再转换为成功状态
}

调用 VRRP script 

vrrp_instance VI_1 {
 …
 track_script {
 <SCRIPT_NAME>
 }
}

tcpdump实时查看vip漂移情况

[root@ka1 ~]#tcpdump -i eth1 -nn hsot 192.168.10.151

5.2 实战案例：利用脚本实现主从角色切换 

[root@ka1 ~]#cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
    ...
}

vrrp_script check_down {#存在文件为假就降优先级为70,当不存在该文件又恢复优先级为100
   script "[ ! -f /etc/keepalived/down ]" #/etc/keepalived/down存在时返回非0，触发权重-30
   interval 1
   weight -30    #优先级prio-30,从而出发地址漂移
   fall 3
   rise 2
   timeout 2
}

vrrp_instance VI_1 {
 state MASTER #在另一个节点为BACKUP
 interface eth0
 virtual_router_id 66
 priority 100    #在另一个节点为80
 advert_int 1
 authentication {
     auth_type PASS
     auth_pass 123456
 }
 virtual_ipaddress {
     10.0.0.10/24 dev eth0 label eth0:1
 }
 track_interface {
     eth0
 }
 notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
 notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
 notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
 track_script {
     check_down          #调用前面定义的脚本
 }
}

实现 HAProxy 高可用(haproxy利用脚本实现主从角色切换)

#两台keepalived服务器安装haproxy
[root@ka1 ~]#apt install haproxy
[root@ka1 ~]#vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen status    #追加状态页
    mode http
    bind 0.0.0.0:9999
    stats enable
    log global
    stats uri /haproxy-status
    
listen webservers
    bind 10.0.0.10:80
    server web01 10.0.0.153:80 check
    server web02 10.0.0.154:80 check
[root@ka1 ~]#systemctl restart haproxy.service

#在另一个台配置haproxy.cfg时，vip10.0.0.10不在上面，导致绑定不上去报错，要改内核参数(两台都要改)
#查看内核参数
[root@ka2 ~]#sysctl -a|grep bind
net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 0
[root@ka2 ~]#vim /etc/sysctl.conf    #追加
net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1    #允许绑定不存在的ip端口，允许使用
#从配置文件“/etc/sysctl.conf”加载内核参数设置
[root@ka2 ~]#sysctl -p
net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1
#再修改/etc/haproxy/haproxy.cfg即可绑定

#在第一个keepalived节点配，第二个节点不用配(减了也没人替)
[root@ka1 ~]#vim /etc/keepalived/conf.d/www.magedu.org.conf
vrrp_script chk_haproxy { #严谨判断写脚本判断状态页
   script "killall -0 haproxy"    #检查haproxy(只能监测进程没事,不能说明进程健康)
   interval 1
   weight -30
   fall 2
   rise 2
}
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth1
    virtual_router_id 66
    priority 100
    advert_int 1
    unicast_src_ip 192.168.10.151
    unicast_peer {
       192.168.10.152
    }
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        10.0.0.10/24 dev eth0 label eth0:1
    }
    track_script {
     chk_haproxy          #调用前面定义的脚本
     }
}
[root@ka1 ~]#systemctl restart keepalived.service

#测试关闭ka1上的keepalived,看nginx端请求是否来自ka2;
#启动ka1上的keepalived,看nginx端请求是否来自ka1(ka1又抢回vip)

nginx同上(内核参数可以不改)，把检查haproxy换成检查nginx killall -0 nginx

探测端口是否打开

#探测127.0.0.1的9999端口是否打开(当然端口打开,进程也有可能假死,也不算特别严谨)
[root@ka1 ~]#</dev/tcp/127.0.0.1/9999    #读取数据到当前终端
[root@ka1 ~]#echo $?
0
[root@ka1 ~]#</dev/tcp/127.0.0.1/9998
-bash: connect: Connection refused
-bash: /dev/tcp/127.0.0.1/9998: Connection refused
[root@ka1 ~]#echo $?
1

检查脚本可以改成尝试重启，如果失败再降低优先级进行切换

[root@ka1 ~]#vim /etc/keepalived/conf.d/www.magedu.org.conf
vrrp_script chk_nginx {
   script "/etc/keepalived/check_nginx.sh"
   interval 1
   weight -30
   fall 2
   rise 2
}

[root@ka1 ~]#vim /etc/keepalived/check_nginx.sh
#如检查nginx成功,返回成功;失败重启nginx,成功返回成功,失败返回失败
killall -0 nginx || systemctl restart nginx

 

标签：KEEPALIVED,keepalived,vrrp,etc,ka1,集群,conf,ubuntu,root
From： https://www.cnblogs.com/ludingchao/p/18440234

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